原子弹的原理?

如题所述

原子弹是利用重核裂变瞬间释放出巨大能量,引起杀伤破坏的武器。原子弹里用于裂变的材料是铀或钚两种元素的同位素——铀-235或钚-239,它们的原子核在接受到一个中子后,就会分裂成大小、重量差不多的两个原子核,同时释放出约200MeV的能量。举例来说,铀裂变有时产生氪(36号元素)和钡(56号元素),反应方程式为:235U+n—→236U—→140Ba+93Kr+3n。这个能量差不多能使你肉眼能看到的最小的沙粒跳一下了。相比之下一个碳原子燃烧产生的能量只有4.1eV(200MeV=200000000eV),仅是裂变能量的5千万分之一。
这只是一个原子裂变放出的能量,学过化学的人都知道,1摩尔铀-235里面有6.02×10^23个原子,也就是超过6千万亿亿个铀原子,总重235克。铀的比重和黄金差不多,所以1摩尔的铀也就和250克的金条差不多大,可以放在手心里。这些原子如果全部裂变的话,能量相当惊人,差不多相当于600吨煤完全燃烧所释放的能量。1kg的铀-235或钚-239完全裂变,释放出的能量大约等于2万吨烈性的TNT炸药爆炸的威力。
铀-235的原子核裂变时,还会放出中子,有时一个也没有,有时能达到6个,平均有2.5个。这就是说,一个中子引起的核裂变,会放出2.5个中子。而这些中子又会引起周围原子核的裂变,于是就会象雪崩一样引起一连串的原子核裂变,这个过程就叫链式反应。但是这些中子未必都会引起新的裂变,譬如由于原子核十分微小,所以中子不一定能接触到铀核,如果铀块不够大的话,有些中子就会飞出铀块,不能引起新的裂变。当然,铀块中的杂质也会吸收中子,使新的裂变不能进行。
能使裂变材料的链式反应能持续进行的最小的体积称之为临界体积,这时它的质量成为临界质量。临界质量和裂变材料的种类、纯度、密度以及几何形状密切相关,如果材料包裹以中子反射材料的话,还可以降低临界质量。据网上说一般球形纯铀-235的临界质量约为50kg,δ相钚-239则为15~16kg;而加装中子反射材料后,铀-235的临界质量只有15kg了,而δ相钚-239则只有10~11kg了。之所以材料加工成球形,是因为体积一定时,球形表面积最小,中子泄漏也就减少了。
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第1个回答  2020-04-04
原子弹用的燃料是铀或钚,原理很简单:把两块或几块较小的铀的同位素铀-235放进弹头里,周围用黄色炸药包围,只要先引爆炸药,强迫几块较小的铀燃料合并成一块大的,使铀达到可与中子进行链式核反应的程度,就能够引起核爆炸。为了使爆炸来得更猛烈,原子弹里都有可以释放中子的中子源。
原子弹装的核燃料为铀-235或钚-239,分别称为铀弹和钚弹。如果用铀-235,它占所装核燃料总数的90%以上,其他是同位素铀-238等。一般来说,一枚原子弹用铀235的量只有十几公斤至几十公斤。美国扔在广岛的原子弹,装铀-235为15公斤。
为何大块的铀才能爆炸呢?因为铀-235有一个特征,只有达到临界体积时,才能与中子发生反应,如果体积较小,中子泄漏的多,不易引爆。一旦核爆,其能量巨大。
比较重的原子核在分裂时,会放出热量和辐射物(如中子、伽马射线等)。
原子弹是由铀—235为核燃料,铀—235的原子核在吸收一个外来中子以后能分裂成几个其它元素(也称裂变碎片),同时又放出热量和2—3个中子,这就是核裂变能,也就是我们现在所说的核能。但一个铀原子核产生的热量毕竟是微弱的,如果把裂变反应后产生的新中子利用来引起新的核裂变,裂变反应就可以连续不断地进行下去,同时不断产生热量,像链子一样持续不断,像滚雪球似地越滚越大,这种反应就叫做链式裂变反应。链式裂变反应可以产生巨大的能量,如果无数的中子同时开始链式裂变反应,那就会产生更大的能量。原子弹爆炸原理就是典型的原子核链式裂变反应过程。
铀原子核的链式裂变反应可以用反应式表示为:
铀235
+中子1
→钡137+氪97+中子1+中子1+热量本回答被网友采纳
第2个回答  2011-09-16
原理很简单,就是利用重原子核的裂变反应。利用这个原理产生核爆炸的核武器。如果要说结构的话,就有两种,一种叫枪式原子弹,一种叫收聚式原子弹
第3个回答  2011-08-28
是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用,以及造成大面积放射性污染,阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器。主要包括裂变武器(第一代核武,通常称为原子弹)和聚变武器(亦称为氢弹,分为两级及三级式)。亦有些还在武器内部放入具有感生放射的轻元素,以增大辐射强度扩大污染,或加强中子放射以杀伤人员(如中子弹)。
第4个回答  2012-11-17
个人觉得是破坏了核力,产生强大的库伦力产生爆炸,然后辐射什么的是因为那些元素自身的辐射强
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